热溶真空结晶设备问题分析及改造措施

热溶真空结晶设备问题分析及改造措施

刘厚阳，张乾锋，李荣

浙江镇田机械有限公司，浙江温州，325000

摘要：本文尝试对热溶真空结晶设备的应用问题进行系统分析，首先结合热熔车间实际运行需求，对热溶真空结晶设备现存问题进行总结，然后就热溶真空结晶设备可采取的改造措施进行分析与总结，希望通过改造蒸汽喷嘴结构、改造热熔搅拌轴结构、以及改造结晶器底搅拌结构的方式，进一步优化热溶真空结晶设备运行性能，以满足生产需求。

关键词：热溶真空结晶设备；问题；改造措施

    为最大限度满足氯化钾物质市场需求，对含钾废盐进行最大限度的回收利用，就需要引入热溶真空结晶设备，通过溶钾回收的方式实现对钾资源的积极利用。在此期间，热溶真空结晶设备所发挥的功能作用是相当确切的，但当前设备运行中凸显出一定的质量问题，如何对上述问题进行规避与改造，成为业内人士高度重视的一项课题。

1 现存问题分析

    热熔车间的主要功能目的是对现有生产体系下所产生废弃物中含有钾成分进行溶解与回收处理，并基于对热熔-真空结晶工艺的应用，实现对氯化钾的制取。在实际运行中，发现热溶真空结晶设备运行面临一系列问题与不足，可以总结为以下几个方面：第一，热溶真空结晶设备运行期间频繁执行开停动作，导致物料处于骤冷、骤热状态下，蒸汽盘管加热过程中所产生的内部结盐问题明显且清理难度大，导致喷孔功能无法得到充分发挥，造成蒸汽喷射不均匀的问题；第二，受蒸汽喷射量影响，导致物料需要通过搅拌叶片处理进行充分混合加热。在此过程中，因搅拌叶片的使用导致设备负荷水平持续上升，并且受到后期蒸汽喷射不均匀性因素影响，造成叶片频繁发生脱落问题，进一步导致热熔槽振动频率增加，搅拌轴受此因素影响而反复多次出现断裂问题，对热溶真空结晶设备运行持续性产生影响；第三，在热溶真空结晶设备运行期间，蒸汽过多进入热熔槽内，上层清液持续处于不饱和状态下，最终对热溶真空结晶设备产出产品品质产生严重不良影响。

2 改造措施分析

    1）改进蒸汽喷嘴结构。分析认为，热溶真空结晶设备原有盘管结构以及加热模式无法满足实际工况需求。因此可以尝试通过设计并改进蒸汽喷嘴结构的方式，替代传统盘管加热方案。通过对此项措施的应用，可以显著降低热溶真空结晶设备反应成本。同时，该设计方案中，直接将蒸汽与物料的混合集中在喷嘴内完成，确保喷射均匀性，因此最大限度的控制了此项操作对搅拌叶片所产生影响，预防了叶片脱落的问题，更对热熔槽振动问题有积极控制效果。由于全新蒸汽喷嘴结构中省略了传统方案下布设于槽体内的加热盘结构，意味着物料循环性得到显著提升，蒸汽与物料达到充分混合的效果。同时，此项改进措施对蒸汽用量的减少有积极影响，还可以显著控制进入热熔槽内蒸汽量以及冷凝水，确保上清液处于饱和状态下，以优化热溶真空结晶设备产量与质量。更为关键的一点是，在此项改造措施实施后，管路得到明显缩短，因此可以有效避免因前期加热环管影响而出现的裂纹问题。同时喷嘴结构槽盖部位增设了具备冷却系统性能的填料密封装置，对泡沫以及蒸汽外溢问题有很好的控制效果，使热溶真空结晶设备所处运行环境得到了有效的改善。

    2）改进热熔搅拌轴结构。在热溶真空结晶设备搅拌装置运行期间，所产生扭矩作用力以及弯矩作用力需要由搅拌轴负责承担。在受力一致的条件下，搅拌轴强度会受到抗弯截面模量的影响。既往实验结果显示，在受力状态、材料性能以及力臂作用力保持一致的情况下，搅拌轴外径越大，意味着挠度水平的下降，运转状态下的摆动量也有下降趋势。在对热熔搅拌轴进行的设计期间，除了对强度以及刚度水平进行计算以外，还需要考虑热溶真空结晶设备搅拌装置对应临界转速。旋转状态下搅拌轴会产生离心力，且呈现出周期性变化趋势，随着变化频率以及转速的上升，离心力也有相应的上升趋势。从热溶真空结晶设备运行的角度上来说，为了避免搅拌轴在实际运行中带动槽体振动或出现断裂问题，必须对临界转速值进行科学验算，确保其符合规定要求。并且，在完成搅拌轴制作工作后，还需要由专人进一步针对搅拌轴进行静、动平衡试验，以确保搅拌槽振动频率得到合理控制，延长搅拌轴使用周期。根据现行机械搅拌设备要求对临界转速参数进行严格控制。

    3）改进结晶器底搅拌结构。对于热溶真空结晶设备原有结晶槽搅拌结构而言，其采取填料密封形态，选取聚四氟乙烯盘根作为密封材料。但在热溶真空结晶设备投入运行后，受到填料径向补偿量偏小、搅拌状态下持续性摆动、以及磨损等诸多问题的影响，导致结晶器搅拌结构密封性能受到影响，出现严重漏液问题。而漏液持续存在会导致支撑结构受到腐蚀影响，并干扰热溶真空结晶设备正常运行，破坏车间生产作业环境。因此，考虑热溶真空结晶设备所处运行环境下的结晶盐特性，可以尝试对结晶器底搅拌结构进行改进，采取双端面机械密封结构方案，并对搅拌机密封结构进行优化，以预防热溶真空结晶设备运行中结晶颗粒沉降并出现堵塞问题。整套密封结构方案能够实现在线更换，无须对浆料进行完全排空，且改造后密封区域漏液问题得到圆满解决，有效节约了热溶真空结晶设备的维护成本。

3 结束语

    通过改造蒸汽喷嘴结构、改造热熔搅拌轴结构、以及改造结晶器底搅拌结构的方式，可以进一步优化热溶真空结晶设备运行性能，使热熔车间达到更为理想的节能、提质、增效目标，同时进一步降低系统运行与维护成本，值得引起业内人士的关注与重视。

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